淺析聚酯特性粘度與攪拌電流的關(guān)系

1、淺析聚酯熔體特性粘度與終縮聚釜攪拌電流的關(guān)系趙明斌摘要：探討了聚酯生產(chǎn)過(guò)程中影響攪拌電流的因素。通過(guò)對(duì)遼陽(yáng)石油化纖公司化工一廠聚酯裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析、處理，擬合出特性粘度與攪拌電流的函數(shù)關(guān)系式。關(guān)鍵詞：攪拌電流；特性粘度0 前言遼陽(yáng)石油化纖公司化工一廠聚酯裝置采用中國(guó)紡織設(shè)計(jì)院技術(shù)。以精對(duì)苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料，醋酸銻為催化劑，采用直接酯化、連續(xù)縮聚的五釜工藝技術(shù)流程生產(chǎn)纖維級(jí)聚酯熔體和切片，年生產(chǎn)熔體能力20萬(wàn)噸。同時(shí)用兩種方法控制在線特性粘度，其一是用特性粘度信號(hào)作為調(diào)節(jié)參數(shù)，控制終縮聚反應(yīng)器的真空度大小，從而控制在線特性粘度；其二是用終縮聚釜電機(jī)攪拌功率直接控制真空度來(lái)控

2、制在線特性粘度。而在線特性粘度儀受紡絲生產(chǎn)負(fù)荷的變化影響很大，為了穩(wěn)定地控制PET的特性粘度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，我們采集了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析、處理，找出了特性粘度與電流的函數(shù)關(guān)系，從而為自動(dòng)化控制特性粘度提供了可靠的函數(shù)關(guān)系依據(jù)。1工藝流程該裝置工藝流程如圖1所示 1圖1聚酯裝置工藝流程簡(jiǎn)圖2 影響電流的主要因素21 攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)電流的影響攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)電流的影響較大而且直接，電流隨著攪拌轉(zhuǎn)速的升高而迅速升高，攪拌轉(zhuǎn)速每升高或降低0.1轉(zhuǎn)，電流值會(huì)隨之升高或降低2A。但在生產(chǎn)負(fù)荷不變、特性粘度指標(biāo)不變的情況下，一般工藝設(shè)定轉(zhuǎn)速為一恒定值，變化極小。22 溫度對(duì)電流的影響溫度變化對(duì)電流影

3、響亦較大。反應(yīng)器內(nèi)物料溫度升高時(shí)，物料變稀，流動(dòng)粘度下降，一方面使攪拌圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力下降；另一方面由于物料流動(dòng)性好，使圓盤(pán)上所形成的揮發(fā)薄膜更薄，攪拌電機(jī)所消耗的功率隨之降低，攪拌電流值亦隨之下降。反應(yīng)器內(nèi)物料溫度下降時(shí)，物料變粘稠，流動(dòng)粘度上升，一方面使攪拌圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力升高；另一方面由于物料流動(dòng)性不好使圓盤(pán)上所形成的揮發(fā)薄 1膜變厚，攪拌電機(jī)所消耗的功率隨之增加，攪拌電流值亦隨之增加。通過(guò)對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，得出以下結(jié)論：在特性粘度不變的情況下，物料溫度每升高或降低1，攪拌電流會(huì)下降或升高12個(gè)A。但在生產(chǎn)負(fù)荷不變及產(chǎn)品指標(biāo)不變情況下時(shí)，溫度控制變化極小。23 液位對(duì)電流的影響電流隨液

4、位的變化是一個(gè)分段函數(shù)。一方面液位的上升或下降使圓盤(pán)浸沒(méi)在物料中的面積隨之增加或減少，攪拌圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力亦隨之增大或減小，其攪拌電流亦隨之增大或減??；另一方面由于液位的變化使攪拌圓盤(pán)上薄膜單位時(shí)間累積體積變化率發(fā)生變化液位由低液位向高液位上升時(shí)，在開(kāi)始階段由于薄膜面積減小速率逐漸增大，所以單位時(shí)間內(nèi)圓盤(pán)上形成累積薄膜體積率減小速率也在增大，上升到一定液位后，由于薄膜面積進(jìn)一步減小，薄膜的存活時(shí)間短使薄膜的厚度增加，所以單位時(shí)間內(nèi)圓盤(pán)上形成累積薄膜體積減小速率減慢由于這兩方面的相互作用、相互影響，使電流隨液位的變化呈分段函數(shù)。終縮聚反應(yīng)器合液位分別在（25%34%）和（35%45%）內(nèi)變化而特性粘

5、度不變時(shí)，后端電流變化很小，可以忽略其對(duì)電流變化的影響，終縮聚反應(yīng)器合液位在（25%34%）與（35%45%）之間變化而特性粘度不變時(shí)，后端電流值會(huì)升高2A左右。24 特性粘度對(duì)電流的影響特性粘度對(duì)電流的影響主要有三個(gè)方面的原因。一是特性粘度值的升高或降低，物料特性粘度上升時(shí)，物料的粘稠度變大，流動(dòng)性下降，使攪拌圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所受的阻力增大，攪拌電流隨之增大，物料特性粘度下降時(shí)，物料變稀流動(dòng)性好，使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所受的阻力減小，攪拌電流隨之減小。二是由于物料特性粘度升高，物料的流動(dòng)性下降，導(dǎo)致攪拌圓盤(pán)薄膜單位時(shí)間體積增大，使攪拌承載的負(fù)荷增大，攪拌電流隨之增大，物料特性粘度下降時(shí)，物料的流動(dòng)性好，使攪拌圓

6、薄膜單位時(shí)間體積減小，使攪拌承載的負(fù)荷下降，攪拌電流隨之減小。三是隨著物料特性粘度越高，物料的流動(dòng)性變得越差，薄膜越容易破裂，薄膜破裂后造成局部EG蒸發(fā)過(guò)快，在攪拌圓盤(pán)上產(chǎn)生高粘度料塊就越多，料塊隨著攪拌圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)不易溶于物料中，促使攪拌功率迅速增加。25 摩擦阻力對(duì)電流的影響2電機(jī)減速機(jī)的摩擦、主軸與密封之間的摩擦以及由于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)主軸發(fā)生撓度變化、油封老化都會(huì)直接影響攪拌電流值。26 真空度對(duì)電流的影響真空度對(duì)電流的影響主要體現(xiàn)在真空度瞬間波動(dòng)大而且液位較低的狀態(tài)下。當(dāng)液位較低時(shí)，瞬間提高真空度，會(huì)使物料大量的被黏附到攪拌圓盤(pán)上，造成液位瞬間下降，攪拌電流瞬間增大。 3 電流與特性粘度

7、關(guān)系分析在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于生產(chǎn)負(fù)荷不變所以液位、溫度基本都沒(méi)有變化，因此在這里只討論在溫度、液位一定的情況下電流與特性粘度的關(guān)系。31 前端電流與特性粘度的關(guān)系通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的篩選、分析、處理得出特性粘度與前端電流為分段函數(shù)關(guān)系：1）前端電流控制在83A86A范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)調(diào)整后端電流值可以將特性粘度穩(wěn)定地控制在0.635 20.655之間。2）前端電流控制在86A90A范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)調(diào)整后端電流值可以將特性粘度穩(wěn)定地控制在0.6450.665之間。3）前端電流控制在90A95A范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)調(diào)整后端電流值可以將特性粘度穩(wěn)定地控制在0.6600.680之間。32 后端電流與特性粘度的關(guān)系由于受前

8、端電流的影響，后端電流與特性粘度也是分段函數(shù)關(guān)系。321前端電流控制在83A86A范圍時(shí)，對(duì)表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、回歸處理，得出后端電流與特性粘度關(guān)系如圖2表所示：0.6600.6550.6500.6450.6400.6350.630150.5151.5152.5153.5154.5函數(shù)關(guān)系式：-0.0005I2 + 0.1448I-10.697 為特性粘度；I為電流表 1 后端電流與特性粘度關(guān)系Table1 relation between the electric current of back and limiting viscosity序號(hào) 后端電流 特性粘度 序號(hào) 后端電流 特性粘度

9、 序號(hào) 后端電流 特性粘度 1 150.5 0.639 5 152.1 0.647 9 153.5 0.652 2 3 4151.1 151.5 151.90.641 0.643 0.6456 7 8152.5 152.7 153.00.648 0.649 0.65010 11 12154.1 154.5 155.00.653 0.654 0.6553圖2 特性粘度與電流關(guān)系322 前端電流控制在8690范圍內(nèi)時(shí)，表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、回歸處理得出電流與特性粘度關(guān)系如圖表3所示：0.6700.6650.6600.6550.6500.6450.640156.0157.0158.0159.0160

10、.0155.03圖3 特性粘度與電流關(guān)系函數(shù)關(guān)系式：-0.0009I +0.3012I-23.333 為特性粘度；I為電流表 1 后端電流與特性粘度關(guān)系3Table1 relation between the electric current of back and limiting viscosity序號(hào) 后端電流 特性粘度 序號(hào) 后端電流 特性粘度 序號(hào) 后端電流 特性粘度 1 2 3 4155.1 155.3 155.5 155.70.648 0.650 0.651 0.6525 6 7 8155.9 156.2 156.6 157.10.654 0.656 0.658 0.6609 1

11、0 11 12157.4 157.9 158.2 159.80.662 0.663 0.664 0.6662323前端電流值在90A95A范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、回歸處理得出電流與特性粘度關(guān)系圖4所示：0.6800.6750.6700.6650.6600.655161162163164165166167168169圖4 特性粘度與電流關(guān)系3函數(shù)關(guān)系式：-0.0002I2+0.0535I-3.9715 為特性粘度；I為電流表 3 后端電流與特性粘度關(guān)系Table 3 relation between the electric current of back and limitingvi

12、scosity序號(hào) 后端電流 特性粘度 序號(hào) 后端電流 特性粘度 序號(hào) 后端電流 特性粘度 1 2 3 4 4 結(jié)論1）影響電流的因素有攪拌轉(zhuǎn)速、液位、特性粘度、溫度、摩擦阻力、真空度波動(dòng)。 2）前端電流與特性粘度的關(guān)系前端電流與特性粘度為分段函數(shù)關(guān)系：前端電流控制在83A86A范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)調(diào)整后端電流值可以將特性粘度穩(wěn)定地控制在0.6350.655之間。前端電流控制在86A90A范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)調(diào)整后端電流值可以將特性粘度穩(wěn)定地控制在0.6450.665之間。161.2162.1 162.7 163.30.661 0.663 0.665 0.6685 6 7 8164.2 164.7 165

13、.1 165.40.669 0.670 0.672 0.6739 10 11 12166 167.1 167.6 168.40.675 0.676 0.677 0.6784前端電流控制在90A95A范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)調(diào)整后端電流值可以將特性粘度穩(wěn)定地控制在0.6600.680之間。3）后端電流與特性粘度的關(guān)系后端電流與特性粘度后端電流也是分段函數(shù)關(guān)系，在不同程度上后端電流受前端電流值的影響： 后端電流值在150A155A范圍時(shí)，特性粘度與后端電流函數(shù)關(guān)系為-0.0005I2 + 0.1448I-10.69。 后端電流值在160A170A范圍時(shí)，特性粘度與后端電流函數(shù)關(guān)系為-0.0009I +0.3

14、012I-23.33。 后端電流值在160A170A范圍時(shí)，特性粘度與后端電流函數(shù)關(guān)系為-0.0002I+0.0535I-3.971。225Abstract: Discussed the factor that the agitation electric current was affected in the polyester procreative process. Through carries on the analysis, processing to a Liaoyang Petroleum Chemical fiber Company the first chemical industry factory polyester installment production data, fits the function relationship between the limiting viscosity and the agitation electric current .Key word: Agitation electric